Metallurgiya

VANYUKOV PECHI

1. 
   rasm
   

Suyuq vannada eritish jarayoni bir qator horij davlatlarida patentlashtirilgan.

Suyuq vannada eritish jarayonini ishlab chiqishda barcha fizik-kimyoviy jarayonlar maksimal darajadagi qulay sharoitlarda kechishini ta’minlash vazifasi asosiy maqsad qilib qo‘yilgan edi.
Boshlang‘ich mahsulotning tarkibi va uning qayta ishlanishidan keyingi yakuniy natijalarga bog‘liq holda jarayonning texnologik va apparatura rasmiylashtirilishi bo‘yicha bir nechta variantlar taklif etildi. Biz sulfidli mis konsentratlarini avtogen va yarim avtogen eritgan holda boy tarkibli shteynlar olish ta’minlanadigan eritish pechlari ishini ko‘rib chiqamiz.
Sanoat pechlarining optimal uzunligi agregatning birlamchi talab ehtiyoj quvvatlariga asosan belgilanadi, ya’ni uning bir sutkalik absalyut ishlab chiqarish quvvatlari asosida va 10 dan 30 m va undan ortig‘iga o‘zgarishi mumkin. Bu holda pechlarning eni puflantirib berish xo‘jaligining imkoniyatlari va eritiluvchi mahsulotlarning xususiyatlaridan kelib chiqib 2,5 – 3 m ni. SHaxtasining balandligi 6 - 6,5 m ni tashkil qiladi. Pech konstruksiyasining alohida o‘ziga xos xususiyati purkash furmalarining podlar ustida (1,5—2 m) yuqori joylashuvidir.
Namligi 1—2% dan kam bo‘lgan quruq shixtani eritishda avtogen rejimni ta’minlash uchun purkashda kislorodning miqdori 40—45%, ni namligida (6—8% namlik) 55—65% ni tashkil qiladi. Pechda mayda materiallarni, shuningdek bo‘lakli shixtalarni ham eritish mumkin. Zaruriyat talab qilganida quruq mayda va changsimon materiallar furmalar orqali purkash mumkin. Shunday qilib shixtani eritish va suyuq vannada eritish jarayonida sulfidlarni oksidlash bevosita eritilayotgan qavatda amalga oshiriladi.
Shlak va shteyn vannaning quyi qismidan alohida sifonlar yordamida chiqariladi.
Suyuq vannada eritish jarayonining avval ko‘rib chiqilgan jarayonlardan ajralib turuvchi o‘ziga xos xususiyati shundaki, eritish va sulfidlarning oksidlanishi shteynda emas, shlak vannasida kechadi va barcha eritish jarayonlarida bo‘lgani kabi shlak gorizontal yo‘nalishda emas balki, vertikal yo‘nalishda yuqoridan pastga qarab harakatlanadi.
Furmalar o‘zaklari gorizontal yuzalari bo‘ylab pechda eritma ikkita zonaga bo‘linadi:yuqori furma usti (barbotajlanadigan) va eritma muayyan holatda bo‘ladigan furma ostizonasi.
Furma usti zonasida shixta asosini tashkil etuvchi qiyin eruvchilarning erishi, suyuqlanishi amalga oshadi, sulfidlar oksidlanadi mayda sulfid zarralari yiriklashuvi yuz beradi. Sulfidlarning yirik tomchilari furma osti zonasida yuqoridan pastga qarab harakatlanishda shlakni ko‘p bora yuvib borib shlak qavatiga o‘rnashib joylashadi. Jarayon to‘xtovsiz olib borilganida yuklanishda kelib qo‘shiluvchi mayda sulfid zaralari orasida dinamik muvozanat ularning yiriklashish tezligi va shlakdan ajralishi hisobiga o‘rnatiladi. Ushbu jarayonlar bir vaqtning o‘zida kechishi natijasida sulfid (tomchi)larning shlakda doimiy miqdorda eritma og‘irligining 5-10% miqdorida bo‘lishi ta’minlanadi. Shunday qilib, furma ustidagi barcha jarayonlar shlak nisbatan yuqori darajada bo‘ladigan shlak-shteyn emulsiyasida kechadi.
Sulfidlarning oksidlanishi ma’lumki, nihoyatda yuqori tezlikdagi jarayon hisoblanadi va agregatlarning yakuniy ishlab chiqarish quvvatlarini chegaralamaydi. Ishlab chiqarish jarayonlarida sulfidlarning oksidlanishini nafaqat tezlashtirish balki, sekinlashtirish ham muhim talabdir. Haqiqatdan ham suyuq sulfidlarni kislorod bilan purkashda sulfidlarning oksidlanishi tezligi yuqori bo‘lishi furmalar cohasida haroratning haddan ziyod ortib ketishiga olib keladi.
Shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishi sulfidli eritishlarga qaraganda kamroq intensivlikda kechadi, yonish fokusi uzoq cho‘ziladi, bu toza kislorod qo‘llanilgan holda ham furmalar cohasida haroratning lokal darajada oshishiga barham beradi. Bu o‘z navbatida apparaturaning ishonchliligi va uzoq vaqt ishlab berish vazifasi oson hal etilishiga xizmat qiladi.Bunda oksidlanish tezligi yuqori holda qoladi va sulfidlarni oksidlash uchun har qanday zarur miqdorda eritmaga yuborilayotgan kisloroddan foydalanish 100% ga teng bo‘ladi. Shunday qilib shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishida ularning oksidlanish tezligi agregatning ishlab chiqarish quvvatlarini limitlamaydi. Furmalar cohasida haroratni lokal ravishda oshirmasdan turib shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning intensiv ravishda oksidlanish imkoniyati suyuq vannada eritishning eng muhim yutug‘i hisoblanadi.
Sulfidlarning shlak-shteyn emulsiyasida oksidlanishi shteyn tomchilarining oksidlanishi, shlakda erigan sulfidlarning suyuqlanishi, FeO shlakining magnetit holatigacha oksidlanishi va sulfidlarning magnetit bilan oksidlanishidan tashkil topgan murakab ko‘p bosqichli jarayonni o‘zida mujasam etadi. Shunday qilib shlak shu bilan birga kislorodni uzatuvchi hamdir. So‘ngi ma’lumotlarga ko‘ra shlakda erigan oksidlangan sulfidlar muhim ahamiyat kasb etuvchi bosqichga ham egadir.
Shlak-shteyn emulsiyasida sulfidlarning oksidlanishining o‘ziga xos xususiyati shundan iboratki, u birlamchi temir shlaklari vujudga kelishi va mayda sulfidli zarralar tushishi bilan kechmaydi. Sulfid tomchilari yuzalarida vujudga keluvchi oksidlar so‘ngi tarkibli shlakda zudlik bilan eriydi (suyuqlanadi).
Qambag‘al chiqindi shlaklari olinishiga omillarni yaratadigan,mayda tortilgan sulfidlar etarli miqdorlarda yuzaga kelishi uchun sharoitlarning mavjud emasligi suyuq vannada eritishning muhim yutug‘i hisoblanadi.
Kisloroddan foydalanishning yuqori darajasi shteyn tarkibini va konsentratlar bilan ayni bir vaqtda furmalar orqali beriladigan kislorodning miqdor nisbatlarini oddiy ravishda boshqarishni ta’minlaydi. Shteynning tarkibini oq mat yoki hatto xomaki mis olishgacha bo‘lgan diapazonda muvofiqlashtirish mumkin. Eslatib o‘tamiz, misning shlaklar bilan birga yo‘qotilishi uning shteyndagi miqdori 60% dan ortib ketganida keskin ko‘tarilib boradi. Shu sababli ham shteynga eritishda, agar texnologik chizmada shlaklarning maxsus birlashuvi ko‘zda tutilmagan bo‘lsa, shteynda misning tarkibini 50—55% gacha oshirish maqsadga muvofiq emas.Oq mat yoki xomaki mis olishda texnologik chizmaga shlaklarni birlashtirish operatsiyasi albatta qo‘shilishi kerak.
Shixta tarkibini tashkil etadigan qiyin eruvchilarning suyuqlanishi ancha sekin kechuvchi jarayonlardan biri hisoblanadi. Vannaning energetik barbotaji kvarsning va boshqa bo‘sh jins komponentlari, hattoki nisbatan yirik flyuslarning erish jarayonlarini tezlashtiradi. Sanoat sinovlari ko‘rsatishicha, kvarsning yirikligi 50 mm atrofida bo‘lganida uning erishi pechning ishlab chiqarish quvvatlariga ta’sir qilmaydi, eng chorasiz holatlarda solishtirma eritish 80 t/(m² • sut). bo‘lganida ham. Shixta tarkibini tashkil etadigan qiyin eruvchilarning yuqlori erish tezligi suyuq vannada eritishning muhim ahamiyatli jihatlaridan hisoblanadi.
Magnetitning shlakda minimal tarkib miqdorida bo‘lishi-etuklik darajasiga etkazilgan eritish jarayonining majburiy shartidir. Yuqorida aytib o‘tilganidek, magnetit tarkib miqdorining ortishi bilan shlaklarda erigan misning tarkib miqdori ortishiga olib keladi. Bundan tashqari magnetit miqdori oshishi(tizimningoksidlanish darajasi) shteyn va shlak ajralishi chegaralarida fazalararo tortishuv kamayishiga, bu esa o‘z navbatida koaliessensiya jarayonida erkin energiya kamayishi va shlakda shteynning barqaror hosilasi pasayishiga olib keladi.
Suyuq vannada eritish jarayoni shunday quriladiki, magnetitning parchalanishi uchun eng maqbul sharoitlar ta’minlanishi kerak.
Avtogen jarayonlarining yutug‘i SO₂miqdoriyuqori bo‘lgangazlarning olinishi hisoblanadi. Ushbu gazlarda SO₂ miqdorining yuqori tarkibliligi -bu bir vaqtning o‘zida gaz fazasida kislorodning parsial bosimi yuqori bo‘lishihamda, erkin kislorod oksidlanishga to‘liq ishlatilganligidir.
Yuqorida ko‘rib chiqilgan deyarli barcha avtogen jarayonlarda shlakni chiqarib yuborish yuqori yuzadan, ya’ni shlak gaz fazagigacha yaqin bo‘lgan, yuqori oksidlanish potensialiga ega bo‘lgan holatida amalga oshiriladi. SHlakda magnetitlarning yuqori tarkib miqdori va ular bilan qo‘shilib misning yo‘qotilishi buning natijasi hisoblanadi. Suyuq vannada eritishda shlakning yuqoridan pastga harakatlanishi shlakni gaz fazasi bilan kontaktlashuvidan uzoqlashtiradi va uni shteyn bilan muvozanatlashgan holatga keltirish imkonini beradi. Bu suyuq vannada eritishda magnetitning shlaklarda tarkib miqdorini keskin kamaytirish imkonini beradigan muhim momentlardan biri hisoblanadi.
Bu holatda magnetitning yo‘qolishi asosan kvarsli flyus mavjudligida temir sulfidi bilan doimiy birga harakatlanishi hisobiga kechadi. Ushbu raeksiyaning to‘liq kechishi harorat, shlakda SiO₂ tarkibi oshganida ortib boradi va tizimdan yaratilishi kerak bo‘ladigan SO₂ ning zarur bo‘ladigan bosim muvozanati bilan belgilanadi. Bundan bilib olish kerakki, gazlarda SO₂ ning miqdortarkibibarcha teng sharoitlarda ortishitizimda to‘laligicha oksidlanish darajasi ortishiga olib keladi.
Magnetning sulfidlar bilan tinch maromli vannada tiklanish reaksiyasining kechishida SO₂ ning bosimi tashqi bosimlardan ortiq bo‘lishi yana bunga qo‘shimcha holatda reaksiya kechadigan nuqtada shlak qavatining bosimi yuqori bo‘lishi kerak. Bundan tashqari SO₂ pufakchalarining shlak qavatlarida tug‘ilishi yangi faza yuzaga kelishidagi energiya barer(to‘siq)ni engib o‘tishi uchun qo‘shimcha energiyani talab qiladi. Boshqacha aytganda, muvozanatli bosim atmosfera bosimidan yuqori bo‘lishi kerak.
Barbotirlanadigan vannada magnetitning vayron qilinishi ancha qulay termodinamik sharoitlarda kechadi. Haqiqatda esa termodinamik bo‘ladi, toki S0₂ ning bosimi gazda barbotaj qilinayotgan parsial bosimdan ko‘p (ortiq) bo‘lganida. Hattoki boy tarkibli gazlar olingan, maslan 50% S0₂ da ham bosimning muvozanati 0,05 MPa dan ancha yuqori bo‘lishi, tinch vannada kechuvchi jarayonga qaraganda deyarli 3 barobarga kam bo‘lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, bir xil harorat va bir xil tarkibli fazalarda reaksiya nihoyatdan keng qamrovlarda kechadi. Bunga yana shuni qo‘shish zarur bo‘ladiki, eritmaning yuqori quvvat bilan aralashtirilishi va issiqlik va massa almashinuvlarining katta tezliklarda suyuq vannada eritishda jarayonlarning tez kechishi ta’minlanadi va muvozanatlangan holatlarga yaqin bo‘lgan nuqtalarga yaqinlashishi yuz beradi, bu vaqtda tinch vannada jarayonlarning tezligi molekulyar diffuziyaning sekin jarayonlari bilan belgilanadi.
Barbotajlanadigan vannada magnetitning termodinamik shu bilan birga kinetik tiklanishining qulay sharoitlari yuzaga kelish jarayonlarining kechishi furma ustidagi zonada magnetitning miqdori yuqori bo‘lmaganligi tufayli yuz beradi. Furma ustidagi zonada magnetit tarkib miqdori kamayishiga haroratdan tashqari va shlakning nisbiy kislotaligi ortishi, eritma balandlik yuzasi va pechning eni ortishi xizmat qiladi.
Masalaning mohiyati shundaki, suyuq vannada eritishda shlakning oksidlanish ehtimoli bo‘lgan kislorod zonasining hajmi nihoyatda chegaralangan va qatlamning balandligi xatto 200 mm bo‘lganida ham kisloroddan foydalanish deyarli 100% ni tashkil qiladi. SHlak qavatining balandligini 200 mm dan ham yuqoriga ko‘tarish va bir vaqtning o‘zida pechning enini oshirib borish magnetitning tiklanish vaqtini cho‘zib yuboradi va uning shlakda tarkib miqdori kamayishiga olib keladi. Tatqiqotlarning ko‘rsatishicha, kam magnetit tarkib miqdorli shlaklar olinishi uchun furmalar ustida (tinch vanna hisob miqdorida) 400-500 mm balandlikga ega bo‘lishning o‘zi etarli bo‘lar ekan. Bunda pechning optimal eni 2,5-3,0 m ni tashkil etadi.
Magnetitning keyingi tiklanishi furma osti zonasida shlak bilan o‘tishida kechishi mumikin va bu holat yuz beradi.Shteyn tomchilarining cho‘kish tezligi shlakning vertikal ravishda pastga harakatlanish tezligidan ortiq. Shlakning furma osti zonasida bo‘lish vaqti taxminan 1,5—2,0 soatni tashkil qiladi va bu vaqtga barcha shteynlarvujudga keladi,pechda bo‘lgan barcha hajmdagi shlakni surib yuboradi. Shlakning shteyn bilan yuvilishining qisqaligi taxminan 10⁵nitashkil qiladi, ya’ni sovish vaqtida shlakning aniq hajmi bilan shteynning 10⁵ tomchilarini kontaklashtiradi. Tabiyki, bunday ko‘p marotabalik yuvilishda yakunida shlak va shteyn o‘rtasida muvozanat o‘rnatiladi. Aynan shuning evaziga jarayon me’yorida kechganida magnetitning shlakdagi tarkib miqdori pechdan chiqarilishda 3 - 8% gacha kamaytirilishi mumkin, bu esa boshqa avtogen eritish jarayonlariga qaraganda ancha kamdir. Shunday qilib jarayonning alohida tashkillashtirilishi va suyuq vannada eritishda suyuq mahsulotlarning harakatlantirilishi yuqori kislorod purkash yuqoriligi va SO₂ bo‘yicha boy chiquvchi gazlarning olinishi magnetit miqdori kam bo‘lgan shlaklar olinishini ta’minlaydi.
Shteyn mayda tomchilarining koalessensiyasi va fazalarning bo‘linishi yuqorida ma’lum bo‘lganidek, nihoyatda sekin kechuvchi jarayondir va alohida e’tiborni talab qiladi. Suyuqvannada eritish jarayonida mazkur jarayon samarali kechishi uchun eng maqbul sharoitlar yaratilgan. Vannaning energetik harakatlanishi, turli yirikliklardagi shteyn tomchilarining mavjudligi ularning zarbalanishi va birlashishi uchun qulay ehtmolli imkoniyatlarni yaratadi.
Tatqiqotlarning ko‘rsatishicha,intensiv barbotajlashda shlakli vannada aniq belgilangan kattaliklardagi shteyn tomchilari barqaror bo‘lib qoladi. Kichik o‘lchamlardagi tomchilar yiriklashadi, yirik tomchilar yanchiladi.
Tomchilarning barqaror o‘lchamlari harakatlantirish energiyasi, shlakning yopishqoqligi va shteyn va shlak chegarasida fazalararo tortishuvlarga bog‘liq. Suyuq vannada eritish sharoitlarida barqaror tomchilarning diametrlari jarayonlarning o‘lchamlari va fazalar tarkibiga bog‘liq bo‘lgan holda 0,5—2,0 mm o‘lchamlarda bo‘ladi. Bunday tomchilarning cho‘kish(o‘tirish) tezligi 6 sm/min dan yuqorini tashkil qiladi, bu shlakning keyingi sovishini keskin intensifitsiyalash va kichik o‘lchamlardagi otstoyniklarga ega bo‘lish imkonini yaratadi. Aynan shuning evaziga eritish agregatining solishtirma ish quvvatlari otstoynik bilan birga 60—80 t/(m²•sut)ni tashkil qiladi,bu yallig‘ qaytarish pechi va «Noranda» va «Uorkra» jarayonlari agregatlari ish quvvatlaridan o‘n barobardan ortiq va KVP, «Mitsubisi» va elektr eritish kabilardan besh-olti marotaba yuqoridir.
Shuni ta’kidlash joizki, furma usti zonasida xuddi tomchilarni yirikligi bo‘yicha “navlarga ajratish” jarayoni kechadi. Mayda shteyn zarrachalari shlakga nisbatan harakatsiz, siljimasdir, shu sababli ham furmalar tegrasi(oblasti)da shlak bilan birga harakatlanib siljiydi. Faqat zarra tegilishcha yiriklikga etgani (~0,4 mm)dan so‘ng og‘irlik kuchi ta’sirida vertikal harakatlanish tezligiga erishadi va barbotaj zonasidan furma osti zonasiga tushishi mumkin. SHunday qilib furma osti zonasiga faqat shteynning yirik tomchilari tushadi.
Tabiyki, furma osti zonasiga mayda tomchilarning tasodifan tushib qolishiga barham berishning imkoni yo‘q, albatta. Ammo suyuq vannada eritish pechining furma osti zonasida mayda sulfid tomchilarini“yuvib yuborish” uchun qulay sharoitlar yaratilgan. Yuqorida eslatib o‘tilganidek, yuqoridan pastga qarab harakatlanishda shlakning har bir elementar hajmi shteynning 10⁵ yirik tomchilari bilan kontaktlashadi. Tomchilarning har bir zarbalanishi ularning birlashishigaolib kelavermaydi. Ma’lumki, shteynning tomchilari ijobiy qutblangan, buning ustiga zaryadning nisbiyligi yuqori. SHu tufayli elektr statistik kuchlar ta’sirida ular hatokki bir-biridanitarilib boradi. Hisoblar ko‘rsatishicha, 10³—10⁴ zarbalanishlardan faqat bittasi birlashuvga olib kelishi mumkin. SHlakning shteyn bilan bunday to‘xtovsiz sug‘orilishida, bu furma osti zonasida kuzatiladi, tomchilarning birlashuv ehtimollari nihoyatda kamligiga qaramay, suyuq vannada eritishda har bir elementar hajm uchun 1000 tagacha effektiv zarbalanishlar saqlanib qoladi. Buning hisobiga pechdan chiqarilayotgan shlakda mayda sulfid tortimlari deyarli qolmaydi.
45—50% Suvli shteyn bilan ishlaganda sifondan chiqarilishda shlaklarda misning tarkib miqdori 0,5—0,6% ni tashkil qiladi, bu amalda ma’lum bo‘lgan har qanday avtogen jarayonlaridan kamdir. SHlakni qo‘shimcha ravishda 30-50 daqiqa davomda sovitish 0,35—0,40% mis tarkib miqdorli barqaror shlak olish imkonini beradi. Suyuq vannada eritish jarayonida changni so‘rib yuboruvchi qo‘shilishi (1,0—1,5%) qo‘shilishini bunda inobatga oladigan bo‘lsak, misning shteynga yuqori darajada saralanib chiqishi (98%dan ortiq) sabablari aniq bo‘ladi.
Suyuq vannada eritishda kam chang chiqib ketishiga mukammalroq to‘xtalib o‘tish zarur bo‘ladi. Suyuq vannada eritish jarayoni bilan dastlabki tanishishda shixta yuqoridan yuklanganida shixta changida pechdan chiqib ketuvchi gazlar oqimi kamligi tushunarsizdek ko‘rinadi. Chunki amalda buning aksi bo‘lishi kerak edi. Ammo lekin ko‘plab sinovlar va sanoat amaliyoti ko‘rsatishicha, haqiqatdan ham chang chiqib ketishi uncha yuqori emas. Buning sababi, shundan iboratki, katta to‘ztovsizliklar bilan nam shixtaning yuklanishida uning asosiy miqdori eritma yuzasiga etadi va u bilan tezda namlanadi. Bunda yana shuni e’tiborga olish kerakki, pech shaxtasida gazlarning tezliklari unchalik yuqori emas va 1,5—2,0 m/s ni tashkil qiladi xolos. Har qanday holatda ham yuzaga keladigan uncha ko‘p bo‘lmagan shixta changlari ular gazlar bilan purkalganda, eritmalarning oqimli sachramalari bilan tutib qolinadi va assimulyasiyalanadi. Changlarning granulometrik tarkiblari uchun ham bu xususiyatlidir. Ular bir-biridan farqlanuvchi ikkita fraksiya ko‘rinishida namoyon bo‘ladi: sovigan eritmaning sharsimon tomchilari, shlaklar va vazgonlarniki ko‘proq bo‘ladi.Changlarda shixta materiallari uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorlarda kuzatiladi.
Tomchisimon chiqarib yuborilayotganlarda misning tarkibi bor yo‘g‘i 3—4% ni tashkil qiladi, ya’ni u o‘z tarkibi bo‘yicha furma usti cohasidagi eritma tarkibiga muvofiq kelib qoladi.Vozgonlarning tarkibi va chiqishi qayta ishlanayotgan xom-ash’yoning tarkibiga bog‘liq. Unchalik yuqori bo‘lmagan sachramali chiqishlarga qaramasdan, bu hodisani yuklash moslamalarining, gaz o‘tkazish yo‘llari va boshqalar tiqilib qolishi ehtimollari tufayli apparatlarni konstruksiyalashda e’tiborga olish zarur bo‘ladi. Shu munosabat bilan shixtani svodning markazi bo‘ylab yuklashni amalga oshirish maqsadga muvofiqdir, gazlar pechga oraliq gaz uzatuvchilarsiz bevosita kotyol-utilizatorga yuborilishi kerak.
Gazli fazaning tarkibi ko‘proq darajada purkashdagi kislorod miqdori, konsentratning tarkibi va yonilg‘i sarfiga bog‘liq. Jarayon bir xilda eritishning avtogen rejimlarini ta’minlaydigan oltingugurt tarkibi yuqori bo‘lgan konsentratlar uchun, shu bilan birga oltingugurt tarkibida kam bo‘lgan yoki oltingugurt umuman bo‘lmagan-oksidli rudalar, aylanma shlaklar va boshqa materiallar uchun ham birday qo‘llanishi mumkin. So‘ngi ikki holatda issiqlikning etishmovchiligi uglerodli yonilg‘i (ko‘mir, mazut, tabiy gaz) yondirilishi hisobiga to‘ldiriladi.
Suyuq vannada eritish pechining sanoatda o‘tkazilgan tajribasi shuni ko‘rsatmoqdaki, kislorod yuqori (45% va undan yuqori) miqdorda bo‘lgan purkashda tabiy gazning yonishi eritmada muvaffaqiyatli kechadi va ma’lum bir qiyinchiliklarga bog‘liq bo‘lmaydi. Issiqlik etishmovchiligini kompensatsiyalash uchun eritmaning bevosita yuzasiga shixta bilan birgalikda hech qanday tayyorlashlarsiz (qatorli, donalash) bilan yuklash mumkin. Uning yonishi eritmani kislorodga boy purkashda ham muvaffaqiyatli kechadi va bu jarayonni boshqarish uchun maxsus choralarni talab qilmaydi.
Yonilg‘ining sarfi konsentratning tarkibi va purkashda kislorodning miqdori bilan belgilanadi va nolgacha o‘zgaradi, avtogen jarayonlarida oltingugurt tarkibida bo‘lmagan materiallarni eritishda ~12—15% gacha o‘zgarishi mumkin.
Chiquvchi gazlarning tarkiblari esa qayta ishlanayotgan materiallarning tarkibi va eritish jarayonlarining rejimiga to‘liq bog‘liq bo‘ladi.
Avtogen jarayonlarida gazlarda SO₂tarkibi purkashda kislorodning miqdori, shixtaning namligi bilan bog‘liq bo‘lgan holda aniqlanadi va quruq shixtani eritish va toza texnologik kislorodda ishlash hisobiga 85—90% miqdorgacha etadi. Yarim avtogen jarayonida gazlarning yonish mahsulotlari bilan aralashishi yuz beradi va bu uning sarfiga qaraganda ko‘p darajada kechadi. Shunga e’tiborni qaratish muhimki, issiqlikning sarfi oshirilganida chiqarilib yuborilayotgan gazlarda elementar oltingugurt paydo bo‘lishi mumkin. Bu muhim holat issiqlik balanslari hisobotida e’tiborga olinishi zarur. Gazlardan sulfat (oltingugurt) kislotasi olishda oltingugurtning pechda yoki kotyollar ostida to‘liq yonishi choralarini ko‘rish kerak.
Elementar oltingugurt olish zaruriyati tug‘ilganida uning tiklanishi pech vannasiga va gaz bo‘shlig‘iga qayta tiklovchini yuborish hisobiga amalga oshirish mumkin. Shunday qilib, suyuq vannada eritish jarayonida tovar mahsuloti sifatida elementar oltingugurt shu bilan birga SO₂ ga boy bo‘lgan gazlarni olishning prinsipial imkoniyatlari mavjud.
Eritish agregatida yuzaga keltiriladigan asosiy yo‘ldoshlarning oksidlangan sharoitlardagi xatti-harakatlari gaz fazasining tarkibi va eritmaning gazlar bilan barbotaj qilinishiga bog‘liq.
Bug‘ga nisbatan yuqori bardoshligi bo‘lgan (Pb, Re, Ge, As, Sb, Se, Te) yo‘ldoshlar, sulfidlar va oksidlar ko‘p darajada vozgonlashadi va vagonlarda konsentratsiyalanadi, ularning vozgonlarga o‘tishi qancha yuqori bo‘lsa, shteyn shunchalik boy tarkibli bo‘ladi.
SHixta materiallarining ancha kam miqdorlarda vozgonlarga o‘tishi bahosi yuqori bo‘lgan uchuvchan komponentlarning yuqori miqdori bilan xususiyatlanadi.
Nodir metallar (Au, Ag, Pt, Pd) deyarli to‘liq shteynga o‘tadi. Buning evaziga shlaklarda sulfidlarning mexanik yo‘qotilishi unchalik yuqori bo‘lmaydi, nodir metallarning shteynga saralanishi yallig‘-qaytarish eritishi KFP va finlyandiya texnologiyasiga qaraganda 1,0—1,5% ga yuqori bo‘ladi.
Tizimning kam oksidlanishi tufayli(shlakda magnetitning kam miqdori) kobaltning shteynga saralanishi katta bo‘ladi.
Avtogen rejimida ruhning vozgonga o‘tish darajasi oksidlanish zonasida 10% dan ortmaydi, bu nihoyatda qulaylik bo‘lib ruxni shlakli eritmani vozgonlardan tiklash qayta ishlov berish bilan keyingi bosqichda tiklash va konsentratsiyalash yoki alohida vozgon agregatida tiklash imkonini yaratadi.
Suyuq vannada eritishning apparatlar bo‘yicha rasmiylashtirish imkoniyatlariga qisman to‘xtab o‘tamiz. Suyuq vannada eritish jarayonining o‘ziga xos xususiyatlari – barcha operatsiyalarning shlak-shteyn emulsiyasida amalga oshirilishi- muhim fizik-kimyoviy jarayonlarga samarali ta’sir qilibgina qolmay, ishonchli, uzoq muddatda xizmat qiluvchi, montaj qilinishi va ta’mirlanishi qulay bo‘lgan garnisaj apparatini tadqiqotlar asosida ishlab chiqarish va sanoatda qo‘llash imkonini beradi.
Solishtirma yuqori haroratlarda kechuvchi (~1300 °S) jarayonlar va eritmalarning energetik aralashtirilishida kechuvchi yuqori ishlab chiqarish jarayonlarida yuqori navli o‘tga bardoshli g‘ishtlardan tayyorlangan apparatlar ham uzoq ishlab bermaydi. Sinovlar ko‘rsatmoqdaki, xromomagnezit, periklazoshpinelid g‘ishti bunday sharoitlarda o‘n sutkadan ortig‘iga chidash bermaydi. Apparatning bardoshliligini oshirishning yagona yo‘li va imkoniyati shlakli garnisaj bilan himoyalangan eritish maydoni sovutish elementlarini qo‘llashdir. Nihoyatda izchil murakkab sharoitlarda furma kamari va furmalarning o‘zi ishlaydi. Furmalar sathidan 3,0—3,5 m balandlikda tomchilar bilan sug‘oriluvchi shaxta pechi uning ustidan 4 m dan kam bo‘lmagan balandlikda qad tiklashi va kessonirlangan elementlardan tayyorlanishi kerak.
Shteyn barbotaji zonasida ishlaganda shlak shteyn emulsiyasi bilan kessonlarda ishonchli shlak garnisaji yuzaga keladi va ular uzoq vaqt ishlashi uchun xavfsiz sharoitlar yaratiladi. Shlakning issiqlikning kam o‘tkazuvchanligi, ayniqsa SiCb yuqori tarkibli shlak sovitiladigan suv bilan uncha ko‘p bo‘lmagan issiqlik yo‘qotilishi ega bo‘lish imkonini yaratadi issiqlikning umumiy sarfining 10—12%). Kessonining 1 m² dan issiqlik olinishi pech me’riy ishlaganida odatda soatiga 0,4—1,2 GDJ ni tashkil qiladi.
Kessonlar barqaror va bardoshli ishlashi uchun furmalarda chiqarish purkashlarni yuqori darajada borishiga yo‘l qo‘ymaslik kerak. U haddan ziyod oshirilganida furma zonasida eritmaning serkulyasiyasi va furmalarda issiqlik kuchlanishi ham ortadi. Sanoat sinovlari ko‘rsatishicha, yuqoridagi shart-sharoitlarga rioya qilinganida kessonlar elementlari toza kislorod qo‘llanilgani va yuqori qayta eritishda [80 t/(m²•sutkasiga) dan yuqori] hamishonchli ishlaydi.
Furmalar ost yuzasidan 250-400 mm pastda joylashgan eritmalar ham barbotajga jalb etiladi. SHu sababli ham kessirlangan zona furmalar ust yuzasidan 400—500 mm ga yuvilishi kerak. Pechgornida eritma nisbatan tinch holatida bo‘ladi. Pechning bu qismini tashqi tomonidan amaliy kessonlar bilan himoyalangan olovga bardoshli g‘ishtlar(xromo­magnezit)dan tayyorlash mumkin. Pechning lashadlarini ham ortga qaytuvchi ark ko‘rinishida ikki-uch nakatda bajarish mumkin bo‘ladi. Leshad pod plitasiga tayanishi kerak, u o‘z navbatida tayanch fundamentiga tirkaladi.
Norilsk KMKning sanoat pechida uch qatorli quyilgan mis quvurlari bilan jihozlangan mis kessonlaridan foydalanilgan. Yon tomon devorlarining ostki qismlari glissaj quvurlardan tayyorlangan(kvadratsimon 65x65 mm kesimdagi diametri 30mm bo‘lgan tuynukli).Yon tomon kessonlari va glissaj quvurlarini sovitish suv yordamida amalga oshiriladi. Yon tomon devorlarining yuqori qismlari olovga bardoshli g‘isht terimlaridan tayyorlangan.
Yon tomon kessonlarining pastki qatoriga poddondan 1500 mm balandlikda diametri 40 mm bo‘lgan furmalar o‘rnatilgan. Furmlar pech ichkarisiga purkashdan yaxshi foydalanish va kessonlar yaqinida shlakli eritmalarning sirkulyasiyasini kamaytirish uchun taxminan 60 mm gacha kiritilgan. Ammo lekin furmalarning o‘z ishlari nihoyatda qiyin sharoitlarda kechadi. Shu sababli ham ular toblangan toza misdan charxlangan va suvda sovitiluvchi qilingan holda tayyorlanadi. Ayniqsa furmaning burun uch tomoni intensiv ravishda sovitilib borilishi kerak, bunga unda suvning sirkulyasiyalanish tezligi hisobiga erishiladi.
Gaz (mazut)ni pech (eritma)ga berish uchun agar bunga zaruriyat tug‘ilsa, gorelka (forsunka) rolini bajaruvchi quvurlar furmalarga shunday hisobda kiritiladiki, quvurning kesimi furma ust yuzasiga etimagan holatda bo‘lishi ta’minlansin.
Pechni yuklashni svod markazi bo‘ylab xom-ash’yoni techkalar bo‘yicha bir maromda taqsimlagan holda amalga oshirish zarur bo‘ladi. Techkalar bir-biridan va yon devorlardan 2—3 m masofada joylashgan.
Suyuq vannada eritish uchun shixtalarning yirikligi va namligi o‘zgarishi, ayniqsa keng miqdor nisbatlarda o‘zgaishi mumkin. Ammo lekin, shuni e’tiborga olish lozimki, shlak-shteyn emulsiyasida oksidlanish sulfidlar miqdori uncha ko‘p bo‘lmaganida kechadi va yuklash to‘xtatilganidan keyin eritma tezda (10-15 daqiqa ichida) qayta oksidlanadi. Shu sababli yuklash traktining ishi nihoyatda ishonchli bo‘lishi kerak. Shixtani berishning ikkita bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan mustaqil ravishda uzatilishi ko‘zda tutish zarur bo‘ladi, bitta uzatish tarmog‘i avariyali to‘xtatilganida bor shixta ikkinchisi orqali uzatilishining imkoni yaratilsin. Shixta tayyorlash bunkerlarda segrezatsiyalanishning oldini olish maqsadida shixtani pechka aynan uzatishdan oldin amalga oshirish kerak.
Elektr energiyasi o‘chirilishi, shixtani uzatishning butun tizimi to‘xtashi, purkash uzilishi, pech konstruksiyasi va xizmat ko‘rsatish uskunalaridagi nosozliklarni bartaraf etish va boshqalar bilan bog‘liq sabablarga ko‘ra pech avariyali to‘xtatilishida eritmani pechdan chiqarib yubormagan holda nosozliklarni bartaraf etish zaruriyati tug‘iladi. Bu holatda furmalarga to‘kilishlar asosiy xavf hisoblanadi.
Pechda issiq to‘xtovsiz ta’mirni ikki xil uslubda amalga oshirish mumkin: furmalarning ustini tezda yopish yoki pechdan qisman chiqarib yuborish hisobiga eritmaning sath miqdorini furmalardan pastga tushirish.
Birinchi holatda pech furmalar avtomatlashtirilgan tarzda yopilishini ta’minlaydigan moslama bilan jig‘ozlanishi kerak, uning ishlash tamoyili esa quyidagilardan iborat: konussimon ko‘rinishdagi lomlarga qotirilgan po‘latli tiqin furma yuqorisigacha kiritiladi. Bu holda furma ust yuzasida qalinligi 20-30 mm bo‘lgan shlak qobiq qatlami muzlab qoladi. Pechni yana ishga tushirish zaruriyati yuzaga kelganida metalli tiqin chiqarib olinadi, shlak qavati furmovka bilan engil teshiladi. .
Barcha furmalarni ochish 10-15 daqiqani tashkil qiladi.Ishlabchiqarish quvvati sutkasiga 1500 t shixta sutkasiga bo‘lgan pechning eritmaning chiqarmasdan va qo‘shimcha issitishsiz avariyali to‘xtashi 10-15 daqiqa davom etishi mumkin, shundan so‘ng pech yana me’yoriy ish rejimiga o‘tkazilishi mumkin.
Eritmaning sath miqdorini furmalardan pastroqga tushirish bilan kechadigan pechning boshqa avariyali to‘xtatilishiodatda, pechga furmalar orqali uzatiladigan gaz yoki mazutni yoqish hisobiga pechni issitish va eritmaning ust yuzasiga qattiq uglerodli yoqilg‘ini yuklash bilan kechadi. Bu holda eritmani to‘liq chiqarmasdan pechning to‘xtatilishi 2 sutkagacha cho‘zilishi mumkin.
Shteyn va shlakni pechdan chiqarish sifonlar orqali uzluksiz ravishda amalga oshiriladi. Pechdagi shteynning miqdor sathi shunday muvofiqlashtiriladiki, u 100-150 mm gacha bo‘lganshteynli yopiqsifonga oqibborishini ta’minlash kerak. Pechda shteyn sathi miqdorini muvofiqlashtirish shteynli sifonni to‘kish zonasi balandligida amalga oshiriladi. Shteyndan shlakli sifoning yuqori oqimigacha masofasi imkon qadar 500— 600 mm ni, shlakli sifon yuqori oqimi chekasidan furmalar sathi miqdorigacha esa 900—1000 mm ni tashkil etishi kerak. Furmalarning poddan maksimal uzoqligi ~2000 mm tashkil qiladi. Pech vannasi balandligi shlak sifoni balandligi bilan muvofiqlashtiriladi.
Pech isitiladigan shteyn va shlak tarnov (jelov)lari bilan jihozlangan, ular qatlamlar bilan qalinlashib o‘smaydi va doimiy tozalab borilishni talab etmaydi.
SHunday qilib, xizmat ko‘rsatilayotgan pechlar me’yoriy ishlaganida texnologik jarayonlar rejimlarini, shuningdek mexanizmlari, isitish moslamalari va kessonlarni kuzatib borish darajasigacha etkaziladi, pech to‘liq germetizatsiyalangan, unchalik katta bo‘lmagan bo‘shatilish bilan ishlaydi, bu esa sexning gazlanishi holatiga barham beradi. Jarayon komplekt avtomatlashtirish va mexanizatsiyalashtirishga jalb etiladi, ya’ni zamonaviy metallurgiya ishlab chiqarishning barcha eng yuqori talablariga javob beradi.
Shteyn pechdan bevosita mikserga chiqarib boriladi, undan zaruriyatga qarab kovshlarga konverterlash uchun ortiladi. Shlak shaxta pechlarining tashqi gorni tipidagiuncha katta bo‘lmagan chiqindi idishi(otstoynik)ga chiqariladi. Sovitilish uchun zarur bo‘ladigan vaqt 30-60 daqiqani tashkil qiladi. Shlakning otstoynikga to‘xtovsiz chiqarilishi va donalash sovitilishi uchun qulay sharoitlarni yaratadi. Shlakning to‘xtovsiz chiqarib borish va issiq holatida transportirovka qilish (tashish)da shlakning qalin qatlami eritma yuzasida yuzaga kelmasligi uchun otstoynikni isitib borish zarur bo‘ladi.
Pechni ishga tushirish unga shlak va shteynni oldindan qisqa muddatga quritish va isitib yuklashdan boshlanadi. Yuklanishdan keyin eritmani barqaror rejimga o‘tkazish taxminan ~2 soatni tashkil qiladi. Pech boyitilgan kislorod bilan purkashda me’yoriy ishlaganida furmalar o‘smaydi va hech qanday furmovkalash talab qilinmaydi.


Berilgan ko’rsatkichlar : Minerallar :